氣液鼓泡塔因其獨(dú)特的優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于石油化工.、環(huán)境工程等領(lǐng)域,對鼓泡塔內(nèi)氣液流動行為的研究一直是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。由于許多化工過程都是在加壓條件和有機(jī)溶劑體系下進(jìn)行的,因此,準(zhǔn)確預(yù)測加壓鼓泡塔中氣液兩相的流動狀況及流體動力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律,這對加壓鼓泡塔的設(shè)計(jì)、放大及優(yōu)化更具有指導(dǎo)意義。本文在Fluent15.0平臺上對內(nèi)徑為0.3m,高為6.6m的氣液加壓鼓泡塔進(jìn)行了數(shù)值模擬。對比分析了操作壓力在0.5-2.0MPa,表觀氣速在0.12-0.32m/s下電導(dǎo)探針、電阻層析成像技術(shù)（ERT）、差壓法等測試技術(shù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并考察了壓力、液體物性等參數(shù)對鼓泡塔內(nèi)流體動力學(xué)參數(shù)的影響規(guī)律,主要研究結(jié)果如下:在課題組前期數(shù)值模擬工作的基礎(chǔ)上,提出了基于CFD模擬的三種氣泡群曳力模型。模型A是在Roghair的氣泡群曳力模型中加入了大小氣泡氣含率,并進(jìn)一步利用密度修正項(xiàng)優(yōu)化了模型參數(shù);模型B是將小氣泡與液相視為密相,將大氣泡視為疏相,基于Buffo和Roghair的氣泡群曳力模型提出簡化方案;模型C是基于多尺度能量最小化（EMMS）概念的雙氣泡尺寸（DBS）曳力模型,將CD/Db簡化為密... 

【文章來源】：北京石油化工學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鼓泡塔測量技術(shù)的分類Fig.1-1Shapemechanismofbubblesmovingthroughliquid

時液體速度、氣泡尺寸和瞬時氣泡速度。開發(fā)了一種圖像處理程序，標(biāo)記氣泡的邊界。2200 15mmiD H1.0m空氣-蒸餾水使用 γ-ray 光密度測定法獲得了鼓泡塔在湍流狀態(tài)下的總體氣含率和局部氣含率的分布。并研究了表觀氣速、靜液高、乙酸濃度、固體和消泡劑對總氣體含量的影響。0.3miD 5mmsDH6.6m0 0.54m s1.0MPagUP 空氣 - 乙酸 - 對苯二通過電阻層析成像技術(shù)研究了氣含率和平均氣含率的徑向變化，并研究了氣液固三相中徑向氣含率及平均氣含率的分布。0.16miD0.02 0.25m s0 0.011m sglUU 空氣-水（自來水）體利用光纖探針測得鼓泡塔內(nèi)氣含率、氣泡上升速度、氣泡弦長，并與電導(dǎo)探針方法對比，發(fā)現(xiàn)光纖探針具有響應(yīng)快、階躍顯著等優(yōu)點(diǎn)。0.3miD H6.6m310 133m h3.5MPagqP 泡尺寸分布

不同而發(fā)生形狀的變化，會直接影響系統(tǒng)的流動行為。Clift[22]研究泡變?yōu)榇髿馀莸倪^程中會經(jīng)歷不同形狀的變化，但可以根據(jù)Eo，來對氣泡形狀進(jìn)行分區(qū)，如圖1-2所示，具體如下：Re、Eo都較小時，氣泡形狀可認(rèn)為是球形；Mo較小時，隨著Eo的增大，氣泡開始從球形變?yōu)闄E球型直至為Mo較大時，隨著Eo的增大，氣泡由凹陷的橢圓形變?yōu)槿範(fàn)钚危籈o較大時，隨著Re的增大，氣泡由裙?fàn)畎l(fā)生破碎轉(zhuǎn)化為半球形 流型劃分鼓泡塔中，根據(jù)反應(yīng)器尺寸、表觀氣速、表觀液速及氣液物性的同的流型，而目前最主流的流型劃分方法分為表觀氣速與塔設(shè)備尺觀氣速及表觀液速的劃分，具體如下：觀氣速-塔內(nèi)徑

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于氣泡群相間作用力模型的加壓鼓泡塔流體力學(xué)模擬[J]. 劉鑫,張煜,張麗,靳海波.  化工學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]氣液鼓泡床反應(yīng)器中氣泡行為光纖探針測量方法[J]. 何廣湘,郭曉燕,楊索和,靳海波.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)

博士論文
[1]基于格子波爾茲曼方法的鼓泡塔反應(yīng)器復(fù)雜流動的多尺度模擬[D]. 舒樹禮.中國科學(xué)院研究生院(過程工程研究所) 2016
[2]列管型鼓泡塔中流動發(fā)展規(guī)律的研究[D]. 李兆奇.浙江大學(xué) 2015
[3]湍動鼓泡塔充分發(fā)展段的流體力學(xué)與內(nèi)構(gòu)件技術(shù)研究[D]. 張煜.浙江大學(xué) 2011
[4]氣液（漿）反應(yīng)器流體力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[D]. 王鐵峰.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于CFD-PBM耦合模型的加壓鼓泡塔鼓氣液兩相流數(shù)學(xué)模擬的研究[D]. 張博.北京石油化工學(xué)院 2018
[2]加壓氣液鼓泡塔流體力學(xué)參數(shù)的測量與CFD數(shù)值模擬[D]. 秦玉建.北京化工大學(xué) 2012
[3]加壓漿態(tài)鼓泡床反應(yīng)器中部分流體力學(xué)特性的研究[D]. 楊索和.北京化工大學(xué) 2004



本文編號：3263399